(57)【要約】  本明細書に説明するのは、睡眠を強化するように構成されたテザーレス額装着式温度調整装置である。【選択図】図１Ａ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
睡眠を強化するために患者の額に熱エネルギを印加するための装置であって、
皮膚向き面を有して前記患者の額上に着用されるように構成された共形本体と、
前記皮膚向き面にわたって配置された複数の熱電温度調整器と、
前記熱電温度調整器を１℃−３０℃の間まで冷却するための電力を印加するように構成されたコントローラと、
装置を前記患者の額に固定するように構成された留め具と、
を含むことを特徴とする装置。
【請求項２】
前記患者の自律状態及び該患者の睡眠／覚醒状態のうちの１又は２以上を検出するように構成されたセンサを更に含むことを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記センサは、前記共形本体内に一体化された加速度計であることを特徴とする請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記センサは、身体の動き、呼吸数、心拍数、心電図（ＥＣＧ）信号、及び脳波図（ＥＥＧ）信号のうちの１又は２以上を検出するように構成されることを特徴とする請求項２に記載の装置。
【請求項５】
前記コントローラは、前記患者が潜水反射を体験するまで前記熱電温度調整器を１℃−３０℃の間まで冷却するための前記電力を印加するように更に構成されることを特徴とする請求項２に記載の装置。
【請求項６】
前記コントローラは、前記患者が覚醒している時に前記熱電温度調整器を１℃−３０℃の間まで冷却するための前記電力を印加するように更に構成されることを特徴とする請求項２に記載の装置。
【請求項７】
前記コントローラは、前記患者が眠っている時に２６℃−３８℃の間の待機温度を維持するための電力を前記熱電温度調整器に印加するように更に構成されることを特徴とする請求項６に記載の装置。
【請求項８】
バッテリを更に含むことを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項９】
充電アンテナによって誘導的に受信した電力から前記バッテリを再充電するように構成された充電回路及び充電アンテナを更に含むことを特徴とする請求項７に記載の装置。
【請求項１０】
電力が充電アンテナによって受信された時に前記コントローラ及び前記熱電温度調整器を給電するように構成された充電アンテナを更に含むことを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項１１】
前記コントローラに無線送信し、かつそこから無線受信するように構成された無線通信回路を更に含むことを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項１２】
前記コントローラは、前記熱電温度調整器が前記額にパルス式冷却を印加するように拍動方式でエネルギを印加するように構成されることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項１３】
前記エネルギは、３６０秒よりも短いパルス持続時間を有するパルスで印加されることを特徴とする請求項１２に記載の装置。
【請求項１４】
前記皮膚向き面にわたって位置決めされるように構成された熱伝達面を有するカバーを更に含むことを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項１５】
睡眠を強化するために患者の額に熱エネルギを印加するための装置であって、
皮膚向き面を有して前記患者の額上に着用されるように構成された共形本体と、
前記皮膚向き面にわたって配置された複数の熱電温度調整器と、
センサと、
前記センサからセンサデータを受信し、かつ前記患者が眠っている又は覚醒している時を決定するように構成され、該患者が覚醒している時に１℃−３０℃の間の第１の温度まで前記熱電温度調整器を冷却するための電力を印加し、かつ該患者が眠っている時に２６−３８℃の間の待機温度まで該熱電温度調整器を冷却するための電力を印加するように構成されたコントローラと、
装置を前記患者の額に固定するように構成された留め具と、
を含むことを特徴とする装置。
【請求項１６】
前記センサは、前記共形本体内に一体化された加速度計であることを特徴とする請求項１５に記載の装置。
【請求項１７】
前記センサは、身体の動き、呼吸数、心拍数、及び脳波図信号のうちの１又は２以上を検出するように構成されることを特徴とする請求項１５に記載の装置。
【請求項１８】
バッテリを更に含むことを特徴とする請求項１５に記載の装置。
【請求項１９】
充電アンテナによって誘導的に受信した電力から前記バッテリを再充電するように構成された充電回路及び充電アンテナを更に含むことを特徴とする請求項１８に記載の装置。
【請求項２０】
電力が充電アンテナによって受信された時に前記コントローラ及び前記熱電温度調整器を給電するように構成された充電アンテナを更に含むことを特徴とする請求項１５に記載の装置。
【請求項２１】
前記コントローラに無線送信し、かつそこから無線受信するように構成された無線通信回路を更に含むことを特徴とする請求項１５に記載の装置。
【請求項２２】
前記コントローラは、前記熱電温度調整器が前記額にパルス式冷却を印加するように拍動方式でエネルギを印加するように構成されることを特徴とする請求項１５に記載の装置。
【請求項２３】
前記エネルギは、３６０秒よりも短いパルス持続時間を有するパルスで印加されることを特徴とする請求項２３に記載の装置。
【請求項２４】
前記皮膚向き面にわたって位置決めされるように構成された熱伝達面を有する着脱可能カバーを更に含むことを特徴とする請求項１５に記載の装置。
【請求項２５】
テザーレス温度調整式アプリケータを用いて睡眠を強化する方法であって、
前記テザーレス温度調整式アプリケータを患者の額に取り付ける段階と、
前記テザーレス温度調整式アプリケータ内のコントローラと通信している１又は２以上のセンサから受信したセンサデータに基づいて前記患者が眠っている又は覚醒している時を決定する段階と、
前記患者が覚醒している時に１℃−３０℃の間の第１の温度まで前記テザーレス温度調整式アプリケータ上の複数の熱電温度調整器を冷却するための電力を印加する段階と、
前記患者が眠っている時に前記熱電温度調整器への前記電力を低減し、かつ前記テザーレス温度調整式アプリケータを２６℃−３８℃の間の待機温度に維持する段階と、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２６】
取り付ける段階は、前記テザーレス温度調整式アプリケータを前記患者の額に固定するために留め具を取り付ける段階を含むことを特徴とする請求項２５に記載の方法。
【請求項２７】
前記患者が眠っている又は覚醒しているかを決定する段階は、前記テザーレス温度調整式アプリケータ内に一体化された１又は２以上のセンサからデータを受信する段階を含むことを特徴とする請求項２５に記載の方法。
【請求項２８】
前記患者が眠っている又は覚醒しているかを決定する段階は、前記テザーレス温度調整式アプリケータの前記コントローラと無線通信している１又は２以上のセンサからデータを受信する段階を含み、
前記１又は２以上のセンサは、前記テザーレス温度調整式アプリケータから分離している、
ことを特徴とする請求項２５に記載の方法。
【請求項２９】
前記患者が眠っている又は覚醒しているかを決定する段階は、身体の動き、呼吸数、心拍数、心電図（ＥＣＧ）信号、及び脳波図（ＥＥＧ）信号のうちの１又は２以上を検出するように構成された１又は２以上のセンサから受信したセンサデータに基づいていることを特徴とする請求項２５に記載の方法。
【請求項３０】
前記テザーレス温度調整式アプリケータ上の複数の熱電温度調整器を第１の温度まで冷却するための電力を印加する段階は、前記患者が覚醒している時に１０℃−２５℃の間まで冷却するための電力を該熱電温度調整器に印加する段階を含むことを特徴とする請求項２５に記載の方法。
【請求項３１】
前記熱電温度調整器への前記電力を低減する段階は、前記患者が眠っている時に３２℃−３８℃の間の待機温度に前記テザーレス温度調整式アプリケータを維持する段階を含むことを特徴とする請求項２５に記載の方法。
【請求項３２】
患者の額に取り付けられたテザーレス温度調整式アプリケータを用いて睡眠を強化する方法であって、
前記テザーレス温度調整式アプリケータ内のコントローラを用いて、治療期間にわたって１℃−２５℃の間の第１の温度まで該テザーレス温度調整式アプリケータ上の熱伝達面を冷却するための電力を該テザーレス温度調整式アプリケータ上の複数の熱電温度調整器に印加する段階と、
待機期間にわたって２６℃−３８℃の間の待機温度に前記テザーレス温度調整式アプリケータを維持するために前記第１の持続時間の後で前記熱電温度調整器に印加される前記電力を低減する段階と、
前記治療期間と前記待機期間の間で循環させる段階と、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項３３】
前記治療期間は、１０分よりも長い持続時間を有することを特徴とする請求項３２に記載の方法。
【請求項３４】
前記治療期間は、前記患者が入眠した時又は予め決められた期間の後のいずれかで終了することを特徴とする請求項３２に記載の方法。
【請求項３５】
前記予め決められた期間は、１０分よりも長いことを特徴とする請求項３４に記載の方法。
【請求項３６】
前記待機期間は、１０分よりも長い持続時間を有することを特徴とする請求項３２に記載の方法。
【請求項３７】
前記コントローラと通信しているプロセッサにおいて、前記患者が眠っている又は覚醒していると決定する段階と、該患者が入眠した時に前記治療期間と前記待機期間の間で移行する段階とを更に含むことを特徴とする請求項３２に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
〔関連出願への相互参照〕
この特許出願は、引用によって本明細書にその全体が組み込まれている２０１６年５月１７日出願の「テザーレス着用可能温度デバイス及び睡眠障害の治療のためにそれらを使用する方法（ＴＥＴＨＥＲＬＥＳＳ  ＷＥＡＲＡＢＬＥ  ＴＨＥＲＭＡＬ  ＤＥＶＩＣＥＳ  ＡＮＤ  ＭＥＴＨＯＤＳ  ＯＦ  ＵＳＩＮＧ  ＴＨＥＭ  ＦＯＲ  ＴＲＥＡＴＭＥＮＴ  ＯＦ  ＳＬＥＥＰＩＮＧ  ＤＩＳＯＲＤＥＲＳ）」という名称の米国仮特許出願第６２／３３７，７２１号に対する優先権を主張するものである。
【０００２】
この特許は、２０１１年２月２日出願の「前頭葉の温度低下を誘起することによって不眠症を治療する方法、デバイス、及びシステム（ＭＥＴＨＯＤＳ、ＤＥＶＩＣＥＳ  ＡＮＤ  ＳＹＳＴＥＭＳ  ＦＯＲ  ＴＲＥＡＴＩＮＧ  ＩＮＳＯＭＮＩＡ  ＢＹ  ＩＮＤＵＣＩＮＧ  ＦＲＯＮＴＡＬ  ＣＥＲＥＢＲＡＬ  ＨＹＰＯＴＨＥＲＭＩＡ）」という名称の米国特許出願第１３／０１９，４７７号明細書（現在では米国特許第８，４２５，５８３号明細書）、２０１３年４月２２日出願の「前頭葉の温度低下を誘起することによって不眠症を治療する方法、デバイス、及びシステム（ＭＥＴＨＯＤＳ、ＤＥＶＩＣＥＳ  ＡＮＤ  ＳＹＳＴＥＭＳ  ＦＯＲ  ＴＲＥＡＴＩＮＧ  ＩＮＳＯＭＮＩＡ  ＢＹ  ＩＮＤＵＣＩＮＧ  ＦＲＯＮＴＡＬ  ＣＥＲＥＢＲＡＬ  ＨＹＰＯＴＨＥＲＭＩＡ）」という名称の米国特許出願第１３／８６８，０１５号明細書（現在では米国特許第９，０８９，４００号明細書）、２０１５年６月２４日出願の「前頭葉の温度低下を誘起することによって不眠症を治療する方法、デバイス、及びシステム（ＭＥＴＨＯＤＳ、ＤＥＶＩＣＥＳ  ＡＮＤ  ＳＹＳＴＥＭＳ  ＦＯＲ  ＴＲＥＡＴＩＮＧ  ＩＮＳＯＭＮＩＡ  ＢＹ  ＩＮＤＵＣＩＮＧ  ＦＲＯＮＴＡＬ  ＣＥＲＥＢＲＡＬ  ＨＹＰＯＴＨＥＲＭＩＡ）」という名称の米国特許出願第１４／７４９，５９０号明細書、２００７年４月２０日出願の「神経障害の治療のための非侵襲的局所脳熱刺激の方法及び装置（ＭＥＴＨＯＤ  ＡＮＤ  ＡＰＰＡＲＡＴＵＳ  ＯＦ  ＮＯＮＩＮＶＡＳＩＶＥ、ＲＥＧＩＯＮＡＬ  ＢＲＡＩＮ  ＴＨＥＲＭＡＬ  ＳＴＩＭＵＬＩ  ＦＯＲ  ＴＨＥ  ＴＲＥＡＴＭＥＮＴ  ＯＦ  ＮＥＵＲＯＬＯＧＩＣＡＬ  ＤＩＳＯＲＤＥＲＳ）」という名称の米国特許出願第１１／７８８，６９４号明細書（現在では米国特許第８，２３６，０３８号明細書）、２０１５年１１月１１日出願の「睡眠を調整するための装置及び方法（ＡＰＰＡＲＡＴＵＳ  ＡＮＤ  ＭＥＴＨＯＤ  ＦＯＲ  ＭＯＤＵＬＡＴＩＮＧ  ＳＬＥＥＰ）」という名称の米国特許出願第１４／９３８，７０５号明細書、２００８年１０月２０日出願の「神経障害の治療のための非侵襲的局所脳熱刺激の方法及び装置（ＭＥＴＨＯＤ  ＡＮＤ  ＡＰＰＡＲＡＴＵＳ  ＯＦ  ＮＯＮＩＮＶＡＳＩＶＥ、ＲＥＧＩＯＮＡＬ  ＢＲＡＩＮ  ＴＨＥＲＭＡＬ  ＳＴＩＭＵＬＩ  ＦＯＲ  ＴＨＥ  ＴＲＥＡＴＭＥＮＴ  ＯＦ  ＮＥＲＵＯＬＯＧＩＣＡＬ  ＤＩＳＯＲＤＥＲＳ）」という名称の米国特許出願第１２／２８８，４１７号明細書（現在では米国特許第９，４９２，３１３号明細書）、２０１４年７月２５日出願の「睡眠を調整するための装置及び方法（ＡＰＰＡＲＡＴＵＳ  ＡＮＤ  ＭＥＴＨＯＤ  ＦＯＲ  ＭＯＤＵＬＡＴＩＮＧ  ＳＬＥＥＰ）」という名称の米国特許出願第１４／３４１，６４２号明細書（現在では米国特許第９，２１１，２１２号明細書）のうちの１又は２以上に関する場合がある。これらの特許及び特許出願の各々は、その全体が引用によって本明細書に組み込まれている。
【０００３】
〔引用による組み込み〕
本明細書に言及する全ての文献及び特許出願は、各個々の文献又は特許出願が引用によって組み込まれるように具体的かつ個々に示される場合と同程度にその全体が引用によって本明細書に組み込まれている。
【０００４】
本明細書に説明する装置及び方法は、不眠症のような睡眠に影響を及ぼす障害に悩まされている患者を含む患者において入眠期を短縮し、睡眠維持を改善し、睡眠持続時間を延ばし、覚醒回数を低減し、浅眠に対して熟睡を増すことを含む睡眠の改善に使用することができる。すなわち、本明細書に説明する装置及び方法は、不眠症のような睡眠障害を治療するのに使用することができる。
【背景技術】
【０００５】
十分で高質な睡眠は、個人の身体的、精神的、及び情緒的な健康に対して重要である。睡眠を強化し、睡眠障害を治療するための様々な市販の薬剤及びデバイスにも関わらず、不眠症を含む睡眠不足をもたらす睡眠障害、不眠、及び不規則睡眠は広く蔓延した問題である。例えば、上述の睡眠障害の治療のためのデバイス及び技術は、睡眠を強化するために患者の額に冷却療法を適用することを含む冷却療法の使用を含むものであった。この療法は、例えば、米国特許第８，４２５，５８３号明細書及び米国特許第８，２３６，０３８号明細書に記載されており、これらの文献の各々の全内容が引用によって本明細書に組み込まれている。従って、患者の皮膚（例えば、額）を恐らくは下層の脳領域を冷却することを伴う機構を利用して冷却することによって睡眠を強化することには科学的根拠がある。同様に、加温、特に周囲温度に対して加温することも睡眠改善をもたらすことができることを示唆するこれらの発明者による最近の研究もある。温度が睡眠に対して有する作用機構は、結論的に特定されてはいない。
【０００６】
一般的に、睡眠の制御と体温調節（体温の調節）とが脳内の視床下部レベルにおいて統合されることを複数の研究が示唆している。人体の研究は、様々な手段による環境温度の操作が睡眠に対して影響を有することができることを示すが、身体の選択的領域が視床下部の睡眠中枢及び体温調節中枢にどのように影響を及ぼすことができるかは十分に理解されているわけではない。臨床的な不眠症及び不眠は、一般的に睡眠を開始して維持することにおける一過性又は慢性の困難によって特徴付けられる。体温調節による変更が不眠症又は不眠の病態生理又は治療において重要であるように機能するか否かは不明である。生理学的研究及び神経解剖学的研究は、額が独特の性質を有する身体領域であることを示しており、額が体温調節の視床下部制御に影響を及ぼす傑出した機能を有することができ、転じて睡眠の視床下部体温調節制御に影響を及ぼすことができることを示唆している。
【０００７】
不眠症は、多くの場合に、十分な睡眠機会を有する個人における容易に入眠する機能、睡眠状態に留まる機能、又は高質な睡眠を体験する機能の不足として説明される。米国では、慢性（長期）又は一過性（急性又は短期）のいかなる不眠症の人口に基づく推定も、人口の１０％から４０％の範囲に及び、又は３千万人から１億２千万人の成人に及んでいる。ヨーロッパ及びアジアにおいても類似の推定有病率が報告されている。複数の研究にわたって、不眠症に関して４５〜６４歳及び８５歳以上という２つの年齢ピークが存在する。女性は睡眠トラブルを訴える可能性が男性よりも１．３倍から２倍高く、離婚者又は未亡人又は低学歴者も同様である。米国では、不眠症の経済的負担は、直接的な医療費、機能障害、精神的健康問題の高いリスク、生産率の損失、労働者の欠勤、及び過度の医療利用において一千億ドルに近づいている。不眠症は、公衆健康問題として認識されており、不眠症の発症事例のない医療従事者に帰する医療過誤件数の２倍よりも大きい件数の医療過誤に寄与している。現在利用可能な不眠症治療は様々な理由から十分ではない。不眠症治療に対して投与される処方薬（例えば、催眠鎮静薬）は、中毒／依存性、格納喪失、錯乱性覚醒、夢遊病、及び転倒及び股関節骨折を招く可能性がある協働運動問題のような有意な有害事象を有する。不眠症患者の大部分は、不眠症を治療するのに非薬学的手法を好む。認識行動療法は、時に有効であるが、広く利用可能というわけではなく、必ず健康保険によって保証されるわけでもない高額で労働集約的な治療である。不眠症の治療に対する処方箋不要の手法は、睡眠問題を解決しないままの様々な薬剤及びデバイス、並びに不眠症患者において有意な効果を実証せずに終わり、更に、時に危険な副作用を有する不十分な臨床研究を含む。従って、睡眠障害を治療し、睡眠を強化するための安全で有効な非侵襲的治療への大きい必要性が存在する。
【０００８】
通常の睡眠は、異なるステージを経て循環する。覚醒の誘導、維持、及びタイミング、ノンレム睡眠（ＮＲＥＭ）ステージ又は徐波睡眠（ＳＷＳ）ステージ、及びレム（ＲＥＭ）睡眠ステージは、脳を通して広く分散された複数の構造及び機構間の複雑な相互作用の結果である。睡眠と覚醒間の相互作用促進システムは、睡眠−覚醒の行動状態が必要に応じて変更されることを保証する。これらの睡眠促進構造の中でも傑出したものは、ＲＥＭ睡眠特徴の生成に関わる脳内の橋被蓋及び隣接するニューロン群である。一方、ＮＲＥＭ睡眠は、内側視索前野（ｍＰＯＡ）、外側視索前野（ｌＰＯＡ）、腹外側視索前野（ｖｌＰＯＡ）、正中視索前核（ｍｎＰＯ）、及び内側中隔を含む基底前脳（ＢＦ）部位と呼ぶいくつかの脳内部位によって促進される。体外ファクタ及び体内ファクタは、睡眠状態又は覚醒状態のいずれかに向けた睡眠−覚醒の変化に影響を及ぼす。基底前脳は、体温調節と睡眠調節とを統合するように機能する。
【０００９】
体温の調節（体温調節）は、中枢神経系によって調節される基本的な恒常性維持機能である。局所的な加温及び冷却によって誘起される応答、病変の解析、刺激及び単一ニューロン記録からの結果、並びに他の技術のような体温調節研究に基づくと、視床下部の視索前野（又はＰＯＡ）は、脳内で最も重要な温度調整部位と考えられる。視索前野内の体温調節は、温度感受性ニューロンによって制御される。ＰＯＡ内の温度感受性ニューロンは、皮（皮膚）及び体深部の熱情報を受信して統合する。これらのニューロンは常温で持続的に活性状態にあり、体温調節遠心路を制御する。
【００１０】
睡眠促進部位としてのＰＯＡ及び覚醒促進部位としての後部視床下部の概念は、刺激、病変研究、単一ユニット記録、神経移植、機能的磁気共鳴撮像（ｆＭＲＩ）、及びｃ−ｆｏｓ研究を用いたいくつかの系統の動物実験によって支持されている。睡眠及び温度、並びにこれらの相互関係の調節に関わる神経機構は様々な研究において探求されている。
【００１１】
温度受容体は、末梢温度受容体（例えば、患者の肌又は粘膜上にあり、体外温度をモニタする受容体）又は中枢温度受容体（体内温度をモニタする体内受容体）である場合がある。視床下部の視索前野は、温度感受性ニューロン（温感度ニューロン（ＷＳＮ）及び低温感度ニューロン（ＣＳＮ））を含む。これらのニューロンは、生体内及び生体外の研究に基づいて視索前野内で確認されている。温感度ニューロンは局所的に温かい温度に対して直接的な感度を有し（及び応答して発火し）、冷感度ニューロンは、局所的な冷たい温度に対して直接的な感度を有する。
【００１２】
周囲温度と体温の両方が睡眠構造に影響を及ぼすことをいくつかの研究が示している。体内で熱防御反応又は低温防御反応を開始する体温調節経路は、皮膚温度受容体、途中の後角、及び傍小脳脚核によってＰＯＡに伝達される。体温調節と睡眠の両方を制御するＰＯＡの機能に起因してＰＯＡの生理学的役割にかなりの着目が注がれている。睡眠がＰＯＡの温度感受性ニューロンによって調整されることを先に言及した観察の多くが支持している。この関係は少なからぬ着目を集めたが、「因果」関係が存在するか否か又はこれらの変化が偶然に起きたものに過ぎないか否かは依然として見出されていない。取りわけ、不眠症患者での皮膚温度の研究は、足及び手での遠位皮膚温度に主眼を置くものであった。温度感受性情報をＰＯＡＨに伝達することができる身体の他のより高い温度感受性の領域は見出されていない。
【００１３】
身体領域の中でも、額は、それが睡眠の体温調節視床下部の調整に影響を及ぼす上で傑出した機能を有することができることを示唆する独特の生理学的及び神経解剖学的な性質を有する。温点及び冷点の分布は、全ての身体部位の中でも顔及び額にわたって最も高いことが示されている。熱感覚は、全ての身体部位の中でも額内で最も高いことが示されている。更に、無毛（毛のない）皮膚の熱伝達の機能及び効果が、非常に高い血液灌流量に対する容量及び血流の動的調節のための新しい機能に基づいて全身の中でも独特である点を考慮すると、無毛皮膚を含む額は、体温調節に対する身体反応において傑出した機能を有することが示されている。広範囲にわたる調査にも関わらず、睡眠がいかに制御されるのか、及び不眠症を含む睡眠障害がいかに多くの人々に対して重大な問題のままに留まっているのかは依然として十分に理解されていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】米国特許出願第１３／０１９，４７７号明細書
【特許文献２】米国特許第８，４２５，５８３号明細書
【特許文献３】米国特許出願第１３／８６８，０１５号明細書
【特許文献４】米国特許第９，０８９，４００号明細書
【特許文献５】米国特許出願第１４／７４９，５９０号明細書
【特許文献６】米国特許出願第１１／７８８，６９４号明細書
【特許文献７】米国特許第８，２３６，０３８号明細書
【特許文献８】米国特許出願第１４／９３８，７０５号明細書
【特許文献９】米国特許出願第１２／２８８，４１７号明細書
【特許文献１０】米国特許第９，４９２，３１３号明細書
【特許文献１１】米国特許出願第１４／３４１，６４２号明細書
【特許文献１２】米国特許第９，２１１，２１２号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
本明細書では、患者における睡眠を強化するために患者の体内で反応を刺激することができる方法及び装置を説明する。これらの方法、システム、及びデバイスは、患者の睡眠を強化するために患者の皮膚内の温度感受性受容体（例えば、冷感度ニューロン又は温感度ニューロン）を刺激することができる。特に、本明細書に説明する装置及び方法は、入眠期を短縮する（例えば、入眠するのを容易にする）、覚醒回数を低減する、睡眠持続時間を延ばす、睡眠深度を深める、及び／又は不眠症を治療するのに有利とすることができるテザーレス（例えば、内蔵式）着用可能デバイス（例えば、額上に着用可能）装置を使用することができる。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本明細書では、睡眠を強化するための装置、及びこれらの装置を使用する方法を含む方法を説明する。睡眠を強化することは、患者における入眠潜時を短縮すること、睡眠持続時間を延ばすこと、覚醒回数を低減すること、及び／又はステージ１の睡眠に対して熟睡ステージの持続時間を増すこと（例えば、ステージ１の睡眠持続時間に対する熟睡ステージの持続時間の比を高めること）のうちの１又は２以上を含むことができる。これらの装置及び方法は、それを必要とする患者（例えば、人、患者のような）に適用することができ、本明細書に説明する方法を用いて不眠症のような睡眠障害に悩まされている患者を治療することができる。一般的にこれらの装置及び方法は、患者の身体（皮膚）の中にある温度感受性受容体に刺激を印加し（更に維持することができ）、この受容体を通して患者の睡眠を強化する信号を供給する。これらの温度感受性受容体を使用する本明細書に説明する装置及び方法のいずれも、内蔵式（例えば、テザーレス）装置を用いて患者の額に熱及び／又は冷却を印加するように構成することができる。
【００１７】
例えば、本明細書に説明するのは、睡眠を強化するために患者の額に熱エネルギを印加するための装置であり、装置は、患者の額の上に着用されるように構成されて皮膚向き面を有する共形本体と、皮膚向き面にわたって配置された複数の熱電温度調整器と、熱電温度調整器を１℃−３０℃の間まで冷却するための電力を印加するように構成されたコントローラと、装置を患者の額に固定するように構成された留め具とを含む。
【００１８】
留め具は、ストラップ、帽子、ヘッドバンド、又は接着剤などとすることができる。
【００１９】
これらの装置のいずれも１又は２以上のセンサを含むことができる。センサは、患者からデータを収集し、これらのデータを装置内のコントローラ／プロセッサ又は着用可能装置内のコントローラと通信している遠隔プロセッサに送信する（有線又は無線で）ように構成することができる。データは、デバイスを着用している患者の睡眠状態（例えば、覚醒状態、ＮＲＥＭ（ステージ１、２、又は３）、ＲＥＭ睡眠のような）を決定するために、患者が装置を着用しているか否かを決定するために、及び／又は患者の副交感神経ステータスを決定するためにコントローラ／プロセッサを使用することができる。
【００２０】
入眠期を短縮し、かつ睡眠を維持するために副交感神経系の調整を使用することができる。自律神経系を調整することができる１つの方式は、潜水反射として公知の自律神経系原始反射によるものである。潜水反射は、冷水中への身体の浸漬によってトリガされ、心臓迷走神経活動の増加、副交感神経系の１次遠心性に起因する心拍数（ＨＲ）の低下によって特徴付けられ、多くの場合に末梢部への高い交感神経出力に起因する選択的な血管床の血管収縮を有する。従って、本明細書に説明する装置及び方法のいずれも、患者の額に冷却（局所冷却、スポット冷却を含む）を印加することにより、装置を着用している患者内に潜水反射反応を誘導するように構成することができる。従って、副交感神経の状態（例えば、心拍数、心拍数変化のような）を検出することができるセンサを用いて、印加する冷却療法を調整し、冷却温度と待機温度との間で切り換えることができる。
【００２１】
すなわち、これらの装置のいずれも、患者の自律状態及び患者が睡眠／覚醒していることのうちの１又は２以上を検出するように構成されたセンサを含むことができる。センサは、共形本体内に一体化された加速度計（例えば、睡眠状態又は簡易的に睡眠／覚醒ステータスを導出するために使用することができる身体の位置及び／又は運動を検出する）とすることができる。センサは、身体の動き、呼吸数、心拍数、心電図（ＥＣＧ）信号、及び脳波図（ＥＥＧ）信号のうちの１又は２以上を検出するように構成することができる。
【００２２】
一般的に、コントローラは、患者が潜水反射を体験するまで熱電温度調整器を１℃−３０℃の間まで冷却するための電力を印加するように更に構成される。一部の変形では、コントローラは、予め決められた期間（例えば、１０分から６０分、１０分から４５分など、又はユーザが選択することができる又は自動的に決定することができる１０分と３時間にわたるいずれかの時間）にわたって又はユーザが睡眠状態にあることを装置が検出するまで能動冷却フェーズ中に印加される温度を制御することができる。次いで、装置は、待機状態に切り換えることができ、温度を待機温度（２６℃と３８℃の間、２８℃と３８℃の間、３０℃と３８℃の間など、又は身体面／皮膚温度の±２℃）に調節することができる。一部の変形では、装置は、患者が潜水反射を体験するまで低下する（例えば、３０℃又は２５℃から低下する）温度で下降する冷却を印加することができ、この遭遇時点で温度を第１の予め決められた治療期間（例えば、１０分から６０分、１０分から４５分など、又は１０分と３時間にわたるいずれかの時間）にわたって持続させることができる。
【００２３】
例えば、コントローラは、患者が覚醒している時に熱電温度調整器を１℃−３０℃の間まで冷却するための電力を印加するように更に構成することができる。コントローラは、患者が眠っている時に２６℃−３８℃の間の待機温度を維持するための電力を熱電温度調整器に印加するように更に構成することができる。
【００２４】
本明細書に説明する装置のいずれも、バッテリ給電する（及び／又は再充電可能にする）ことができる。例えば、装置は、バッテリを更に含むことができる。これらの装置のいずれも、充電アンテナによって誘導的に受信した電力によってバッテリを再充電するように構成された充電回路及び／又は充電アンテナを更に含むことができる。充電アンテナは、電力が充電アンテナによって受信される時にコントローラ及び熱電温度調整器に給電するように構成することができる。
【００２５】
これらの装置のいずれも、コントローラと無線送受信するように構成された無線通信回路を含むことができる。
【００２６】
一般的に、コントローラは、熱電温度調整器が額に可変的冷却を印加するようにエネルギを拍動方式で印加する（例えば、冷却温度とそれよりも若干高い温度との間で変化する）ように構成することができる。例えば、エネルギは、３６０秒よりも短いパルス持続時間を有するパルスで印加することができる。
【００２７】
これらの装置のいずれも、皮膚向き面にわたって位置決めされるように構成された熱伝達面を有し、着脱可能又は着脱不能なものとすることができるカバーとの併用に向けて構成することができる。例えば、カバーは、着用時にデバイスの汚染を防ぐための及び／又はデバイスを額に固定するのを助けるための使い捨てカバーとすることができる。
【００２８】
同じく本明細書に説明するのは、患者の額の上に着用されるように構成されて皮膚向き面を有する共形本体と、皮膚向き面にわたって配置された複数の熱電温度調整器と、センサと、センサからセンサデータを受信して患者が眠っている又は覚醒している時を決定するように構成され、かつ患者が覚醒している時に熱電温度調整器を１℃−３０℃の間の第１の温度まで冷却するための電力を印加し、患者が眠っている時に熱電温度調整器を２６℃−３８℃の間の待機温度まで冷却するための電力を印加するように構成されたコントローラと、装置を患者の額に固定するように構成された留め具とを含む睡眠を強化するために患者の額に熱エネルギを印加するための装置である。
【００２９】
同じく本明細書に説明するのは、テザーレス温度調整式アプリケータを用いて睡眠を強化する方法であり、本方法は、テザーレス温度調整式アプリケータを患者の額に任意的に取り付ける段階と、テザーレス温度調整式アプリケータ内のコントローラと通信している１又は２以上のセンサから受信したセンサデータに基づいて患者が眠っている又は覚醒している時を決定する段階と、患者が覚醒している時にテザーレス温度調整式アプリケータ上の複数の熱電温度調整器を１℃−３０℃の間の第１の温度まで冷却するための電力を印加する段階と、患者が眠っている時に熱電温度調整器への電力を低減してテザーレス温度調整式アプリケータを２６℃−３８℃の間の待機温度に維持する段階とを含む。
【００３０】
取り付ける段階は、テザーレス温度調整式アプリケータを患者の額に固定するための留め具を取り付ける段階を含むことができる。
【００３１】
患者が眠っている又は覚醒しているか否かを決定する段階は、テザーレス温度調整式アプリケータ内に一体化された１又は２以上のセンサからデータを受信する段階を含むことができる。例えば、患者が眠っている又は覚醒しているか否かを決定する段階は、テザーレス温度調整式アプリケータのコントローラと無線通信するテザーレス温度調整式アプリケータとは別個の１又は２以上のセンサからデータを受信する段階を含むことができる。患者が眠っている又は覚醒しているか否かを決定する段階は、身体の動き、呼吸数、心拍数、心電図（ＥＣＧ）信号、及び脳波図（ＥＥＧ）信号のうちの１又は２以上を検出するように構成された１又は２以上のセンサから受信したセンサデータに基づいて患者が眠っている又は覚醒しているか否かを決定する段階を含むことができる。
【００３２】
テザーレス温度調整式アプリケータ上の複数の熱電温度調整器を第１の温度まで冷却するための電力を印加する段階は、患者が覚醒している時に１０℃−２５℃の間まで冷却するための電力を熱電温度調整器に印加する段階を含むことができる。熱電温度調整器への電力を低減する段階は、患者が眠っている時に３２℃−３８℃の間の待機温度にテザーレス温度調整式アプリケータを維持する段階を含むことができる。
【００３３】
同じく本明細書に説明するのは、患者の額に取り付けられたテザーレス温度調整式アプリケータを用いて睡眠を強化する方法であり、本方法は、治療期間にわたってテザーレス温度調整式アプリケータ上の熱伝達面を１℃−２５℃の間の第１の温度まで冷却するための電力をテザーレス温度調整式アプリケータ内のコントローラを用いてテザーレス温度調整式アプリケータ上の複数の熱電温度調整器に印加する段階と、待機期間にわたってテザーレス温度調整式アプリケータを２６℃−３８℃の間の待機温度に維持するために第１の持続時間の後に熱電温度調整器に印加される電力を低減する段階とを含む。任意的に、本方法は、治療期間と待機期間の間で循環させる段階を含むことができる。
【００３４】
治療期間は、１０分よりも長い持続時間（例えば、１０分と１２０分の間のいずれかの値を含む１５分よりも長い、２０分よりも長い、３０分よりも長い、４０分よりも長い、４５分よりも長い、１時間よりも長い持続時間のような）を有することができる。
【００３５】
治療期間は、患者が入眠した時又は予め決められた期間の後のいずれでも終了することができる。コントローラは、睡眠状態をモニタすることができるが、患者が治療期間の終了時までに入眠しなかった場合に、待機期間に切り換えることができる。予め決められた期間は、１０分よりも長い（１０分と１２０分の間のいずれかの値を含む１５分２０分よりも長い、３０分よりも長い、４０分よりも長い、４５分よりも長い、１時間よりも長い持続時間のような）。
【００３６】
待機期間は、１０分よりも長い持続時間（１０分と１２０分の間のいずれかの値を含む１５分よりも長い、２０分よりも長い、３０分よりも長い、４０分よりも長い、４５分よりも長い、１時間よりも長い、２時間よりも長い、３時間よりも長い持続時間のような）を有することができる。待機期間は、患者が新しい睡眠状態に入った時（例えば、覚醒する、ＮＲＥＭからＲＥＭに移行する、ＮＲＥＭ内でステージ１からステージ２、ステージ２からステージ３に移行するなど）に終了することができる。
【００３７】
すなわち、これらの変形のいずれでも、本方法はまた、コントローラと通信しているプロセッサ内で患者が眠っている又は覚醒していると決定する段階と、患者が入眠した時に治療期間と待機期間の間で移行する段階とを含むことができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
本発明の新しい特徴は、以下の特許請求の範囲に詳細に列挙している。本発明の特徴及び利点のより明快な理解は、本発明の原理を利用する例示的実施形態を示す以下の詳細説明と添付図面とを参照することによって得られるであろう。
【００３９】
【図１Ａ】本明細書に説明するように睡眠を強化するために熱電材料を用いて患者の額に熱エネルギを印加するための装置の一変形の皮膚接触面の概略図である。
【図１Ｂ】請求項１Ａに記載の装置の反対側の概略図である。
【図２Ａ】睡眠を強化するために熱電材料を用いて患者の額に熱エネルギを印加するための装置の変形を通る概略部分透視図である。
【図２Ｂ】睡眠を強化するために熱電材料を用いて患者の額に熱エネルギを印加するための装置の変形を通る概略部分透視図である。
【図２Ｃ】睡眠を強化するために熱電材料を用いて患者の額に熱エネルギを印加するための装置の変形を通る概略部分透視図である。
【図３Ａ】睡眠を強化するために熱電材料を用いて患者の額に熱エネルギを印加するための装置を示す例示的ブロック図である。
【図３Ｂ】睡眠を強化するために熱電材料を用いて患者の額に熱エネルギを印加するための装置を示す別の例示的ブロック図である。
【図４】睡眠を強化するために熱電材料を用いて患者の額に熱エネルギを印加するための装置の例を示す図である。
【図５】睡眠を強化するために熱電材料を用いて患者の額に熱エネルギを印加するための装置を着用している患者を示す図である。
【図６】バッテリなしとすることができる及び／又は寝ている患者の下又はその近くに配置された誘導充電器を用いて睡眠中に充電することができる睡眠を強化するために熱電材料を用いて患者の額に熱エネルギを印加するための装置の例を示す図である。
【図７】睡眠を強化するために熱電材料を用いて患者の額に熱エネルギを印加するための装置、遠隔プロセッサ（例えば、スマート電話）、及び／又は患者パラメータをモニタするための１又は２以上のセンサ（着用可能センサ及び／又は寝具センサを含む）の間の無線通信を示す図である。
【図８Ａ】デバイスの皮膚向き面にわたって配置された皮膚に接触するための８つのＴＴＲ冷却面を含む熱電温度調整器（ＴＴＲ）を用いて（印加する冷却／加温を分散させるために熱拡散器を使用することもできるが）患者の額に熱エネルギを印加するための装置の例示的プロトタイプの内側（皮膚向き）面を示す図である。
【図８Ｂ】ヒートシンクを含む熱電温度調整器の反対側を示す図８Ａの装置の外面を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００４０】
一般的に、本明細書では、患者の額部位に温熱療法を適用することによって不眠症を治療するために、又は一般的に非不眠症患者の場合であっても睡眠を強化する及び／又は健康な睡眠を強化するための装置（例えば、デバイス及び／又はシステム）を説明する。一般的に、これらのデバイスは、１つ又はより好ましくは複数、例えば、２個、３個、４個、５個、６個、７個、８個、９個、１０個などの熱電体温調節器と、熱電温度調整器の温度を調節するための電力を印加するコントローラと、患者の頭部と共形であるように可撓性とすることができる本体部分と、患者の頭部の上にデバイスを保持するためのストラップとを含む。装置は、バッテリ又は容量電源のような電源を含むことができる。装置は、１又は２以上のセンサを含むことができ、又はそれは、患者の睡眠状態（例えば、睡眠ステージ）、ＥＣＧ、心拍数（例えば、心拍数変化）、身体の動き、身体／頭部の位置、又は体温及び／又は周囲温度などに関する情報を提供する１又は２以上のセンサと無線通信するように構成することができる。
【００４１】
本明細書に説明する装置のいずれも、特に睡眠中の患者での使用に向けて適応させることができる。従って、これらの装置は、追加の電力をデバイスに供給することを含む患者の入力を必要とすることなく作動するように構成することができる。下記でより詳細に説明するように、コントローラは、電力を節約する方式で入眠潜時（入眠するための時間）及び／又は睡眠維持（睡眠を持続させること）を強化する熱プロファイルで熱電温度調整器を稼働するように構成することができる。
【００４２】
本明細書に説明する装置のいずれも、患者に温熱療法を適用することができる。温熱療法は、前頭皮質を覆う額部位の全て又は一部への０℃と４０℃の間（例えば、０℃、１℃、２℃、３℃、４℃、５℃、６℃、７℃、８℃、９℃、１０℃、１１℃、１２℃、１３℃、１４℃、１５℃、１６℃、１７℃、１８℃、１９℃、２０℃の下側温度と、４０℃、３９℃、３８℃、３７℃、３６℃、３５℃、３４℃、３３℃、３２℃、３１℃、３０℃、２９℃、２８℃、２７℃、２６℃、２５℃、２４℃、２３℃、２２℃、２１℃、２０℃、１９℃、１８℃、１７℃、１６℃、１５℃の上側温度との間など、この場合に下側範囲は上側範囲よりも常に低い）、例えば、１０℃と１５℃の間、１０℃と２０℃の間のような一定温度又は変化温度の印加として定められる。
【００４３】
これらの装置は、睡眠を強化するために熱電材料を含む熱電温度調整器を用いて患者の額に熱エネルギを印加するための装置と記す場合がある。熱電温度調整器材料は、あらゆる適切な熱電材料とすることができる。一般的に、熱電材料には、当業技術での通常の意味を与えることができ、この材料は、電位（例えば、電圧及び対応する電流）の印加時に、多くの場合にペルチェ効果、トムソン効果、及びゼーベック効果のような別名で呼ばれる熱電効果に従って材料の面に温度変化が発生する材料を指す。本明細書の説明の一部分は熱電材料を説明するが、本発明の開示は熱電材料に限定されず、適切な場合は他の温度調整装置を使用することができる。適切な熱電材料の非限定例は、一連のｐ型ドープ及びｎ型ドープの半導体材料、カルコゲン化ビスマス（例えば、Ｂｉ2Ｔｅ3、Ｂｉ2Ｓｅ3）、セレン化鉛、Ｓｉ−Ｇｅ合金、スクッテルド鉱（例えば、Ｌが希土類金属であり、Ｍが遷移金属であり、Ｘが半金属である場合に、化学式ＬＭ4Ｘ12を含む）、又は他のあらゆる適切な熱電材料を含むことができる。
【００４４】
本明細書に説明する熱電温度調整器の寸法は、装置が適切な温度プロファイルを生成することができるように、患者の額の十分に大きい領域を覆うことができるように、かつ一般的に熱電温度調整器（本明細書では熱電モジュール、熱電要素、又は熱電冷却器／加熱器とも呼ぶ）のアレイを含む装置が患者の額に快適に共形であることができるように可撓性を維持することができるのに適切なものとすることができる。熱電温度調整器は、あらゆる適切な厚みを有することができる。例えば、一部の実施形態では、厚みは、熱電温度調整器を額に対して快適に保持することができるように選択することができる。一部の実施形態では、熱電材料の各々の厚みは、約１ミリメートルと約５ミリメートルの間（例えば、約１ミリメートルと約３ミリメートルの間）とすることができる。他の厚みも可能である。熱電材料又は熱電温度調整器を含むモジュールの各々は、約１０ｍｍと約４ｃｍの間（例えば、約３０ｍｍと約５００ｍｍの間）の最大平均断面寸法を有することができる。他の平均断面寸法も可能である。当業者は、デバイスの構成に基づいて熱電材料に対する適切なサイズを選択することができるであろう。
【００４５】
熱電温度調整器は、あらゆる適切な構成でもたらすことができる。例えば、モジュールは、一部の場合は保護及び支持に向けて、かつ皮膚面に熱伝導性を与えるためにセラミック板の間に締結された熱電材料を含むことができる。熱電温度調整器は、皮膚に直接貼られるように構成することができ、又は患者の皮膚と熱電温度調整器の面の間に熱伝導性介在材料（例えば、再使用可能又は使い捨てカバー、層のような）を挿入することができる。装置の外皮接触面を形成する材料は、熱電温度調整器の外面とすることができ、洗浄可能なものとすることができる。外面は、金属性のもの（例えば、アルミニウム、ステンレス鋼のような）とすることができる。一部の変形での装置の背面（外向き）は、ヒートシンク又はファンなどを含む熱を発散させるのに役立つ１又は２以上の構造を含むことができる。更に、一部の変形では、装置は、廃熱を分散させるのに役立たせることができて睡眠中の使用に向けて装置をより快適にすることができる軟質材料（例えば、発泡体及び／又は緩衝材のような充填材）を含むように構成することができる。
【００４６】
一般的に、本明細書に説明する装置は、それを着用している患者の眼を覆わない場合がある。これに代えて、一部の変形では、眼を覆う部分を含めることができる。
【００４７】
以上の装置のいずれも、熱電温度調整器の冷却部分（例えば、患者の皮膚に接するように着用される皮膚向き面）を取り囲むように及び／又はこの部分を熱電温度調整器の加温面から断熱するように配置された断熱材を含むことができる。例えば、装置の外向き面を断熱材料で部分的に覆うことができ、熱電温度調整器の加熱面に結合された領域は、廃熱を発散させるためにヒートシンク材料に結合することができる。これに代えて、デバイスの外向き面の全て又は一部分（例えば、図１Ｂを参照されたい）を露出させることができ、及び／又はこの部分がヒートシンク及び／又はファンを含むことができる。ある一定の実施形態では、使用中に熱電温度調整器を断熱材と皮膚面の間に設置することができる。断熱材は、皮膚面に隣接する熱電温度調整器によって生成された熱又は冷却のレベルを保持するのに有効なものとすることができる。
【００４８】
一般的に、本明細書に説明する装置は、睡眠中に頭部に冷却を印加するために患者の頭部の上に着用されるように適応された薄くて軽量な着用可能デバイスとすることができる。これらの装置は可撓性を有することができ、循環する冷却流体を必要としない。
【００４９】
上述のように、デバイスは、額部位の全て又は一部を覆う皮膚上に直接に配置することができる熱電冷却器（例えば、ＴＥＣ）として構成することができる１又は２以上の熱電温度調整器を使用することができる。ＴＥＣによって覆われる部位よりも大きい部位にわたってＴＥＣ温度を分散させるのを促進するために熱拡散器材料を使用することができる。熱拡散器材料は、熱管理において公知である。
【００５０】
硬質の熱電温度調整器面から快適性を改善するために、共形材料を熱電温度調整器と皮膚の間の中間層として使用することができる。この共形材料は、熱拡散器として機能してもしなくてもよい。
【００５１】
一部の変形では、望ましい温度プロファイルを与えるために、熱電温度調整器を公知の相変化材料又は気化冷却と併用することができる。
【００５２】
熱電温度調整器によって生成された廃熱を制御するための装置及び方法を含めることができる。上述のように、１又は２以上のヒートシンク及び／又はファンを使用することができる。更に、装置は、気化冷却を印加するように適応させることができる。例えば、装置は、使用中に熱伝達を高めるために気化冷却面上に少量放出することができる気化冷却材（例えば、水、アルコールのような）のリザーバを含むことができる。この放出は、温度依存とすることができる。例えば、装置は、皮膚非接触面の温度を決定するための温度センサを含むことができ、温度が閾温度を上回った場合（例えば、４０℃よりも高い、４５℃よりも高い、５０℃よりも高いなど）に気化冷却を可能にするために計量された量の流体材料の放出によって気化冷却を印加することができる。
【００５３】
本明細書に説明する額冷却の装置及び方法のいずれも、装置から廃熱を除去するための気化ヒートシンクを含むことができる。例えば、これらの装置は、ヒートシンクと、ヒートシンクの上に配置されて過度の熱伝達抵抗又は熱容量を追加することなく所望量の冷却液（例えば、水）を保持するように構成された湿潤材料とを含むことができる。これに代えて又はこれに加えて、装置は、熱電温度調整器に供給される電力を循環させることができる。従って、熱電温度調整器を一定の温度に保持するのではなく、装置は、額の面上にある温度受容体、特に冷却感覚器が温度変化に反応することができるということを利用することができる。従って、これらの装置は、若干温かい（５℃を超える温度だけ温かい、６℃を超える温度だけ温かい、７℃を超える温度だけ温かい、８℃を超える温度だけ温かい、９℃を超える温度だけ温かい、１０℃を超える温度だけ温かい、２℃と１５℃の間の温度だけ温かい、３℃と１４℃の間の温度だけ温かい、４℃と１３℃の間の温度だけ温かいなど）温度から入眠期を誘導してある温度（例えば、０℃と２５℃の間、１０℃と２０℃の間、１０℃と１８℃の間、１０℃と１７℃の間の低温）に循環させることによって維持するのに効率的な冷却を印加することができる。
【００５４】
従って、これらの装置のいずれも、複数の熱電温度調整器（ＴＥＣモジュール）と廃熱を発散させるためにこれらの熱電温度調整器の各々に熱結合されて一般的に皮膚向き面と反対の面の上にある１又は２以上のヒートシンクとを含む患者の額の面に対して面一で着用されるように構成された皮膚接触面を有する本体を含むことができる。一部の変形では、装置は、ヒートシンクと熱連通しているファン及び／又は湿潤材料を含むことができる。これらの装置の各々は、熱電温度調整器の温度を制御するためのコントローラを含む又はそれと通信するように構成することができる。コントローラは、入眠期を短縮すること又は睡眠を持続させることによって睡眠を強化することに関連する可能性があるユーザの睡眠状態又はユーザが潜水反射に遭遇しているか否かを検出するためのセンサを含む１又は２以上のセンサから入力を受信することができる。コントローラは、装置を用いて能動冷却期間中に負荷サイクル、例えば、約１０％よりも大きい負荷サイクルに従って熱電温度調整器を循環させることによって額の冷却を調整することができる。コントローラは、額が例えば１０℃と２５℃の間又はいずれかの他の適切な冷却範囲の第１のターゲット温度まで冷却される能動冷却期間から２６℃−３８℃の間の待機温度及び／又は患者の通常の皮膚温度（経験的に決定するか又は額又は他の領域から感知することによって決定することができる）に近い温度に切り換えることができる。能動冷却温度と待機温度間の切り換えは、睡眠の妨害を防ぎながらバッテリ寿命を維持することができる。
【００５５】
過剰な熱／廃熱を除去すること（気化により）を促進するために湿潤材料が含まれる変形では、装置は、再充填可能な流体リザーバ及び／又は湿潤材料とリザーバとを接続する供給ラインを含むことができる。リザーバは、スポンジ又は他の多孔質材料を含むことができる。供給ラインは、液体をリザーバから湿潤材料に搬送する芯材を含むことができ、又はリザーバ（例えば、スポンジ）を湿潤材料に直接に接続することができる。ヒートシンクは、あらゆる適切な厚み（例えば、約１ｍｍから約１５ｍｍまで）とすることができる。結合層は、湿潤材料をヒートシンクに固定することができる（例えば、湿潤材料は、ヒートシンクと結合層の間に配置することができる）。結合層は、ヒートシンクの外縁の周りに巻き付けることができる。これに代えて又はこれに加えて、湿潤材料は、内部に流体を保持するスポンジ材料とすることができる。ヒートシンクは、エッチングされた面及び／又は起伏面を含むことができる。起伏面は、約０度から約９０度の範囲の曲げ角を有する曲げ部を形成することができる。一実施形態では、湿潤材料は抗菌剤を含む。別の実施形態では、湿潤材料は親水性材料を含む。湿潤材料の厚みは、約１ｍｍから約３ｍｍまでとすることができる。湿潤材料は、薄絹及び／又は木綿を含むことができる。
【００５６】
本明細書でより詳細に説明するように、装置は、その内面に沿って分散された複数の熱電温度調整器を含むことができる。熱電温度調整器からの冷却を装置の皮膚接触面に沿って分散させるために熱伝導「拡散」材料を使用することができるが、一部の変形では、装置は補助的な拡散器を含まず、代わりに、望ましい場所に冷却スポットを印加する。これらのスポットは、離散又は拡散したものとすることができる。
【００５７】
一般的に、本明細書に説明する装置のうちのいずれかに対するコントローラは、装置の温度を調節するための熱電温度調整器へのエネルギの印加（フィードバックを含む）を制御するための制御論理部（ハードウエア、ファームウエア、及び／又はソフトウエア）を含むことができる。例えば、制御論理部は、廃熱を低減するか又は電力消費量を低減するようにＴＥＣに給電するために使用することができる。ＴＥＣに印加される電力の負荷サイクルは、廃熱を低減し、電力消費量を低減するために様々な方法で変化させることができる。特に、本明細書に説明する装置のいずれも、下記でより詳細に説明する可変的冷却／加熱を印加するように構成することができる。これに代えて、定常状態の加熱及び／又は冷却を印加することができる。
【００５８】
熱電温度調整器は、あらゆる適切な方式で給電することができる。熱電温度調整器を含む装置は、患者の近くにあるテーブルの上に配置された制御ユニットによって給電することができ、電力は、制御ユニットから患者上のＴＥＣに電気ワイヤによって供給することができる（壁電源又はラインを通して）。熱電温度調整器を含む装置は、患者の身体上に設けられてＴＥＣに配線されたバッテリを含む制御ユニットによって給電することができるであろう。バッテリは、患者が着用している制御ユニットから取り外して遠隔充電ステーション内で再充電することができる。複数のバッテリを使用することができ、それにより、あるバッテリを用いてＴＥＣに給電しながら他のバッテリを充電し、必要に応じて交換することができる。
【００５９】
一部の変形では、装置はバッテリなしとすることができ、又は使用中に充電されるバッテリを含むことができる。例えば、使用中に誘導充電によってデバイスに給電することができ、及び／又はバッテリを充電することができる。例えば、患者の上にコイルを設置し、バッテリ充電回路に配線することができ、及び／又は充電コイルを装置の一部として含めることができる。装置が使用状態及び／又は充電状態にある時にシステムの誘導充電を誘導するための電力を印加するための第２の誘導充電コイルを第１のコイルの近くに設置することができる。上述のように、誘導充電は、バッテリを必要とせずに電力の全てをＴＥＣに供給することができる。例えば、誘導コイルは、寝具（例えば、マットレス、枕のような）、頭板、ベッドフレーム、ナイトテーブル、壁掛けなどの中に含められ、かつ患者が装置を着用してベッドに横たわっている時に装置が電力を受信することができるように位置決めすることができる。
【００６０】
制御ユニットは、パルス幅変調又は単純アナログ回路のようなあらゆる数の公知の手段によって熱電温度調整器への電力を制御することができる。熱電温度調整器、皮膚温度、及び／又はインタフェース材料の温度は、１又は２以上のセンサがモニタし、マイクロプロセッサ及びソフトウエアが制御することができ、又はアナログ回路が制御することができる。一変形では、熱電温度調整器に供給される電力は、時間依存アルゴリズムによって制御される。一変形では、熱電温度調整器に供給される電力は、睡眠ステージを決定するために一般的に使用される様々なセンサ／ソフトウエアによって集められた睡眠ステージ情報のような生体フィードバックアルゴリズムによって制御される。一変形では、バッテリ電力は、患者がステージ１又はステージ２の睡眠状態にあることをセンサが示した時に熱電温度調整器への電力を低減することによって節約することができ、患者がもはや望ましい睡眠ステージにないことが検出された時に増大することができる。身体の動き又はＥＥＧ信号のような他の測定値をＴＥＣ制御に向けて使用することができる。
【００６１】
図１は、額の冷却器及び／又は加熱器として構成されるものとして本明細書に説明する装置の一例の概略図である。装置１００はその上に複数の熱電温度調整器１０１を含む。一部の変形では、少なめの個数（例えば、１個のみ、２個のみのような）又は多めの個数（例えば、８個、９個、１０個のような）を使用することができ、副交感神経反応及び／又は交感神経反応を支配的に調整するように特化して構成された配置を含むいずれかの配置で装置１００の上に配置することができる。熱電温度調整器を矩形として示すが、熱電温度調整器は、円形、楕円形、正方形、相互連結形などを含むあらゆる形状とすることができる。図１では、装置の本体を矩形として示すが、装置は、あらゆる形状とすることができ、特に額の上への配置に特化して構成された形状とすることができる。本体は、患者の額の曲率に合わせて屈曲、湾曲、及び／又は別途共形であるように構成された共形本体１３３とすることができる。熱電温度調整器は、殆どの（例えば、平均的な）患者の額の毛のない皮膚に接触するように身体に沿って配置することができる。デバイスの本体は、額の曲率に適合するように曲げられた形状又は曲げ可能な形状として成形することができる。装置は、患者の額の上にデバイスを保持するためにストラップ１２０又は他の留め具を含むことができる。
【００６２】
図１Ａでは、装置は、面にわたって配置された７個の熱電温度調整器を有する。熱電温度調整器は空所によって分離され、額の上に本体を柔軟に配置することができるように基板上に配置することができる。
【００６３】
上述のように、熱電温度調整器は、使用中にユーザの皮膚の面の直近に配置されるように構成することができる。装置は、皮膚の面に配置される複数の熱電温度調整器を含むことができ、任意的に、図１Ｂに示す装置の反対側（例えば、着用された時に外に向く面）上に熱電温度調整器を覆う方式で設けられた熱伝導材（例えば、ヒートシンク）１２１を含むことができる。熱伝導材は、必要に応じて熱電温度調整器に及び／又は熱電温度調整器から熱を発散させることができる。熱伝導材は、金属（例えば、アルミニウム、銅、ステンレス鋼のような）、熱伝導ポリマー、多孔質セラミック、又は別の適切な材料のようなあらゆる適切な材料を含むことができる。一部の変形では、熱伝導材ではなく断熱材を皮膚と反対の熱電温度調整器の面上で熱電温度調整器の上に設置することができる。断熱材で熱電温度調整器を覆うことにより、冷却又は熱を印加するためにパルスが使用される場合に皮膚面での熱パルスの効果を高めることができる。熱電温度調整器を熱伝導材又は断熱材で覆う必要はない。例えば、熱発散装置は、熱電温度調整器を覆うことなく熱電温度調整器から離間させるか又は熱電温度調整器に隣接設置することができる。これに代えて又はこれに加えて、熱伝導材又は断熱材は、熱電温度調整器の一部分の上に配置することができる。
【００６４】
装置は、皮膚面での温度を操作するために適切な信号を熱電器に印加するための電源２０４（例えば、バッテリ、プラグ差し込みコンセントのような）及びコントローラ２０２に接続することができる。例えば、図２Ａ〜図２Ｃは、部品の配置を見ることができるように部分透視側面図に示す装置の変形を示している。
【００６５】
図２Ａでは、装置は、装置の皮膚向き底面に沿って配置された複数の熱電温度調整器２０１（１）、２０１（２）、２０１（３）、２０１（４）、２０１（５）を含む。この例では、熱電温度調整器の底は、額の皮膚に接触するように構成することができ、これに代えて、熱を伝達させるか又は熱伝達窓を含むカバーを熱電温度調整器が皮膚と接触することができるように装置の上から着用することができる。図２Ａに示すように、熱電温度調整器は、装置の底から若干突出するが、基板２１５、２１７に配置される。基板は可撓性を有することができ、熱電温度調整器とコントローラ２０２及び電源２０４の間に電気接続部を含むことができる。これらのコネクタは、ワイヤ又はトレースとすることができ、可撓性基板上又はその中に形成することができる。図２Ａには、着用された時に患者に対向する熱電温度調整器の背面は、上述した熱伝導材のような材料で覆われるものとして示している。それにより、例えば、ヒートシンクを通じた望ましくない熱の排除を可能にしながら装置を保護することができる。
【００６６】
コントローラは、デバイスのユーザ制御を適切で好ましい方式で受け入れるために１又は２以上の入力及び／又は出力を有することができる。例えば、コントローラは、「オン」ボタン、「オフ」ボタン、タイマー、モード設定等によって制御することができる。
【００６７】
図２Ｂは、図２Ａに示すものと類似の装置の例を示している。この例では、装置は、図２Ａに示すものとほぼ同じであるが、図２に示す（任意的）カバー２０９を含まない。デバイスの共形本体１３３は、一般的な額に装着されるように予備成形することができる（例えば、凹面を有する）及び／又は平坦なものとし、湾曲及び共形であるように構成することができる。これらの装置のいずれも、頭部（額）の形状に合わせた曲率又は共形性を改善するための切れ込み、スリット、ヒンジ付き領域、又は他の構造を含むことができる。これらの装置のいずれでも、本体は、少なくとも部分的に可撓性織物及び／又は伸張可能織物又は他の材料で形成することができる。同様に、図２Ｃは、装置が図２Ａに示すようなカバーを含まない別の例である。この例では、熱電温度調整器は埋め込まれ、基板と同一面内である。それにより、ターゲット、例えば、皮膚と材料の間のより確実な面接触を可能にすることができる。親出願では見ることができない追加の要素、例えば、１又は２以上のセンサ（例えば、温度センサ、加速度計のような）、誘導充電アンテナ（例えば、コイル）、充電回路、時計、ディスプレイ、及び／又はインジケータライトなどを含めることができる。
【００６８】
例えば、図３Ａ〜図３Ｂは、装置例３００を示している。図３Ａでは、装置は、各々がコントローラ３０２によって制御される複数の熱電温度調整器３０１（１）、３０１（２）、．．３０１（ｎ）を含む。コントローラは、スマート電話、ラップトップ、コンピュータ、又は専用制御デバイスのような遠隔プロセッサと通信する（例えば、送信する、受信する）ことができる。図３Ａでは、任意的な無線通信サブシステム３０５を含めることができる。このサブシステム（コントローラ３０２と統合する及び／又はその一部とすることができる）は、例えば、ＲＦ、近距離、ＺｉｇＢｅｅ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ(登録商標)（近距離Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ）などのための通信アンテナを含むことができる。一部の変形では、装置は、１又は２以上のセンサ３１２を含むことができる。センサは、例えば、温度センサ、酸素化センサ、ＥＣＧセンサ、電気皮膚反応センサのような生物学的／生理学的センサとすることができる。センサはデバイス内に組み込むことができ、又は別個にユーザに結合することができる（包帯などの一部として着用される）。
【００６９】
図３Ｂの装置（システム）は、図３Ａに示すものと同様であるが、充電回路３１１を更に含む。上述のように、アプリケータは、使用前、使用中、又は使用後のいずれにおいても誘導充電することができる。上述のように、一部の変形では、充電回路は、通信、例えば、遠隔測定に用いることができ、及び／又はコントローラ回路３０２内に組み込むことができる。
【００７０】
図４は、図５に示すように額の上にデバイスを頭部に固定するために、図４ではストラップとして示す留め具４２０に統合されたものとして示す装置例４００である。留め具は、これに加えて又はこれに代えて、接着剤（例えば、着脱可能皮膚接着剤），キャップ，又はヘッドバンドなどとすることができる。図４に戻ると、装置は、内側の皮膚接触面に沿って配置された複数の小さくて薄い熱電温度調整器４０１を含む。あらゆる適切なストラップを使用することができ、ストラップは、異なるサイズの頭部に装着されるように調整可能とすることができる。図４のストラップは、Ｖｅｌｃｒｏ及び／又は１又は２以上の取付具（スナップ、ボタン、バックルのような）によって頭部に固定することができる。図５は、装置５００を着用してベッドに横たわっている患者を示している。
【００７１】
これらの装置のいずれも、額アプリケータ４００内に組み込む又はそれとは別個とすることができる１又は２以上のセンサ４００７を含むことができる。装置は、コントローラ（例えば、図４及び図５では見ることができない１又は２以上のプロセッサ）と、上述した再充電可能バッテリとを更に含むことができる。
【００７２】
本明細書に説明する装置の要素、すなわち、熱電温度調整器、熱伝導材、電源、及びコントローラの全ては、適切なバンドによって互いに適切に保持することができる。熱電温度調整器によって生成された熱エネルギ（例えば、熱パルス）が患者に好ましい熱感覚（０℃−２５℃の間への冷却のような）を供給するのに有効であるように熱電温度調整器を皮膚面に接して又は他にそれに隣接して快適かつ適切に配置することを可能にするために、バンドは柔軟に調整可能とすることができる。一部の実施形態では、バンドは、比較的剛性の機械的挙動を示し、デバイス全体に対して支持を与えることができる。バンド又はストラップは、あらゆる適切な構造を有することができ、一部の場合は睡眠中又は睡眠に向けて準備する間にデバイスを頭部及び顔（例えば、額）の上に着用するのに役立つ様式態様を有することができることを認めることができる。ストラップは、金属、プラスチック、ゴム、皮革、合成皮革、又はその組合せ等であるがこれらに限定されないあらゆる適切な材料を含むことができる。
【００７３】
上述のように、熱電温度調整器は、本発明の開示の態様に従ってユーザの皮膚の面の直近に配置することができ、ユーザの皮膚と直接に接触している必要はなく、例えば、熱電温度調整器と皮膚面の間に追加の層（図には示していない）を配置することができる。この層は、例えば、熱伝導層又は断熱層、保護層、支持層（例えば、追加の快適性のための）、又は別の適切な材料である。
【００７４】
図６は、充電パッド６０７から電力を受信するためのアンテナを含む上述した複数の熱電温度調整器を有する額着用可能アプリケータのうちのいずれか６００を含むシステムとして構成された装置を示している。充電パッドは、寝具（例えば、枕６０５、マットレスのような）、ベッド、頭板などの中に組み込むことができ、又は額着用可能アプリケータが装置を充電するように及び／又は直接給電して装置をバッテリなく使用することができるように患者の頭部の近くに配置することができる。
【００７５】
図７は、スマート電話７０３などのような装置の外部にある別個のコンピュータデバイスとも通信する装置の別の例７００（システムとして構成された）を示している。スマート電話は、モニタ情報を受信することができ、それを格納すること及び／又は処理することができる。図７では、装置は１又は２以上のセンサ７０９を更に含むことができる。センサはアプリケータ７００内に組み込むことができ、又は図７に示すように別個とすることができる。これに代えて又はこれに加えて、センサは、身体着用センサ又は患者の衣類、寝具（シーツ、マットレス、枕、寝間着のような）の中に存在するセンサとすることができる。複数のセンサを使用することができ、これらのセンサは、その情報を装置のコントローラに供給することができる。
【００７６】
一般的に、コントローラは、デバイスを通して額に冷却又は加熱を印加するために熱電温度調整器にいつどれ程のエネルギを印加するかを決定することができるプロセッサを含むことができる。一部の変形では、図７に示すように、装置は、スマート電話７０３のような遠隔プロセッサと連携して作動させることができる。従って、一部の変形では、タイミング及び／又は熱電温度調整器に印加されるエネルギを決定するのにスマート電話のプロセッサを使用することができる。
【００７７】
作動において、装置は、熱電温度調整器に連続的なエネルギ又は断続的なエネルギを印加するように構成することができる。これに代えて又はこれに加えて、装置は、それに拍動エネルギを印加することによって一連の熱パルスを連続して生成するように構成することができる。この熱パルスは、定常的に印加される電力よりも低いエネルギしか必要としない場合があるが、依然として連続印加される温度と同等に額上の温度神経受容体を活性化することができるユーザに対する高い熱感覚をもたらすことができる。
【００７８】
熱パルスは、熱電温度調整器の一過性の可逆温度変化を含むことができ、この場合に、温度は、初期温度から別の温度に変化して即座に初期温度又はそれに近い温度まで戻る復帰温度変化が継続する。推移時間は、例えば１秒と３６０秒（例えば、１秒と１２０秒など）の間にあるとすることができる。熱パルスは、第１の温度から第２の温度への第１の面温度調整（０．１℃／秒〜１０．０℃／秒の平均速度での）と、第２の温度から第３の温度への第２の面温度調整（同じく０．１℃／秒〜１０．０℃／秒の平均速度での）とを含むことができる。そのような熱パルスでは、第１の温度と第３の温度間の高低差は、第１の温度と第２の温度間の高低差の２５％よりも小さいとすることができる。更に、一部の場合に、第１の平均速度の大きさは、第２の平均速度の大きさよりも大きいとすることができる。
【００７９】
本明細書に説明する拍動刺激は、定常状態、例えば、一定の印加温度及び／又は電気信号のモードと比較して同等の効果をもたらすことができ、従って、加熱又は冷却の長い時間尺度の印加が維持される。例えば、熱パルスは、人間の皮膚に対する連続熱刺激をもたらすことができる。熱パルスを生成することによって皮膚面の温度を変更することにより、定常状態において知覚されるものよりも大きいか又はそれに等しい個人によって知覚される加熱効果又は冷却効果をもたらすことができる。
【００８０】
本明細書に説明する装置のいずれも、能動的に冷却／加熱していない時に睡眠時の不快感を防止するために装置が中立温度（例えば、皮膚温度）まで冷却及び／又は加熱される中立モード又は待機モードに装置を維持するためのエネルギを印加するように構成することができる。例えば、装置は、睡眠の前に温度、例えば、０℃−２５℃の間（例えば、１０℃と１５℃の間のような）の治療温度を維持することによって能動的に使用することができる。装置を額に着用している患者が入眠すると、装置は、患者が睡眠状態にあることを検出した上で、患者が睡眠状態に留まる間に中立温度（例えば、３６℃−３７℃）に温度を調整することができる。この中立温度は、他に頭部を断熱して不快感を招く可能性があるデバイスが潜在的に患者を睡眠から覚醒させるのを防ぐことができる。本明細書に説明する睡眠起動式中立モードは、バッテリ電力を節約するのに役立たせることができる。
【００８１】
実施例
図８Ａ〜図８Ｂは、入眠期を改善するための、睡眠を維持するための、及び／又は睡眠関連の（例えば、神経）障害を治療するための装置の例を示している。この例では、断熱性のものであり、複数の熱電温度調整器８０３を取り付けるのに使用する可撓性着用可能基板８０７を有するプロトタイプ額着用装置を構成している。熱電温度調整器の冷却面８０３は、皮膚向き面上にあり、それに対して加温面８０５は、図８Ｂに示すように、額から離れるように面して着用されるように構成された装置の反対側にある。
【００８２】
図８Ａには、患者の皮膚の面に接触するための個別場所に取り付けられた８つの１５ｍｍ×１５ｍｍ熱電温度調整器を示している。各熱電温度調整器は接続される（プロトタイプワイヤ８０９を見ることができるが、これらのワイヤは、織物の中に組み込む及び／又は覆うことができる）。熱電温度調整器は、例えば、再充電可能なものとすることができるバッテリ（例えば、７５’’×２．５’’バッテリのようなＬｉバッテリ）のような電源を用いて最大で８Ｗ（例えば、２〜８Ｗの間、３〜７Ｗの間、４〜８Ｗの間のような）の冷却を印加することができる。
【００８３】
図８Ａでは、デバイスを試験し、３時間のほぼ連続的な使用にわたって患者の額を冷却することができることが示されている。装置コントローラ（図８Ａ〜図８Ｂでは見ることができない）を含めることができ、装置コントローラは、装置への電力を調節することができる。図８Ｂでは、外に向くように着用された装置の反対側は、ヒートシンク８０５が取り付けられた熱電温度調整器の露出した背面を示している。実際に、１又は複数のバッテリ（図８Ａ〜図８Ｂには示していない）を制御回路と共に着用可能な装置の上に装着することができる。上述の図５に示すように、装置全体は、額の皮膚に接するように着用することができる。上記に示した例示的デバイスは、熱電温度調整器の共形な温度調整式冷却面を皮膚に接するように保持するストラップ８１３を含むが、一部の変形ではストラップを必要としない。デバイスは、額面に接着剤で保持することができ、又は他の取付具を使用することができる。
【００８４】
本明細書に説明する方法及び装置のいずれでも、装置は、患者の睡眠サイクルに従って治療（例えば、温度及び／又はタイミング）を調整することができる。これに代えて又はこれに加えて、本明細書に説明する方法及び装置のいずれも、患者の自律神経系の状態（例えば、副交感神経に対する交感神経の比率）、及び／又は患者の副交感神経系及び／又は交感神経系の反応に基づいて治療を調整することができる。例えば、これらの方法及び装置は、患者の自律神経系反応のインジケータを測定するための１又は２以上のセンサを含むことができ、これらのセンサデータは、コントローラ／プロセッサが解釈することができ、アプリケータによって患者の頭部に印加される治療の温度及び／又はタイミングのうちの１又は２以上を調節するために使用することができる（例えば、フィードバック）。
【００８５】
睡眠ステージ（覚醒、ＮＲＥＭ、ＲＥＭのような）を決定するための及び／又は自律神経系（例えば、副交感神経／交感神経）の状態を決定するためのあらゆる適切な感知データを使用することができる。例えば、ＥＣＧ、ＥＥＧ、心拍数、心拍数変化、血圧、電気皮膚反応、及び／又は自律機能、特に副交感神経機能をモニタすることが公知であるいずれかの他のインジケータを使用することができる。
【００８６】
装置を着用している患者が潜水反射に遭遇している時を検出するように構成された１又は２以上のセンサを使用することは、必須ではないが特に有利である場合がある。上述のように、装置は、フィードバックを用いてデバイスの温度を調整すること、及び／又は能動冷却（例えば、０℃と２５℃の間の第１の範囲又は他の冷却範囲における）と待機温度（例えば、２６℃と３８℃の間、例えば、３０℃と３８℃の間、３２℃と３８℃の間、３４℃と３８℃の間などの）との間で切り換えることができる。
【００８７】
例えば、潜水反射は、末梢血管収縮、遅い脈拍、酸素を節約するための非常に重要な臓器への血液の経路変更、脾臓内に貯留された赤血球の放出、及び心リズム異常を検出することによって検出することができる。患者の潜水反射を検出及び／又は特徴付ける１又は２以上のセンサを本明細書に説明する方法及び装置のいずれかに対して使用することができる。例えば、一般的に、潜水反射は、数分以内（例えば、５分以内、４分以内、３分以内、２分以内、６０秒以内、５５秒以内、５０秒以内、４５秒以内、４０秒以内、３５秒以内、３０秒以内、２５秒以内、２０秒以内、１５秒以内、１０秒以内のような）に５〜３５％（例えば、１０〜２５％）の間の心拍数変化をもたらす場合がある。従って、本明細書に説明する装置のいずれも、心拍数を検出するように構成されたセンサを含むことができ、このセンサは、アプリケータ上に存在することが可能であり、又はアプリケータとは別個のものであるが、装置のプロセッサと通信することができる。例えば、患者は、装置と通信する着用可能センサを着用することができる。心拍数を検出するためのセンサは、電気（例えば、ＥＣＧ）センサ、光センサ（例えば、パルス酸素飽和度センサ）、振動／運動センサ（例えば、加速度計）などを含むことができる。これに代えて又はこれに加えて、末梢血管収縮を検出するための１又は２以上のセンサを使用することができ、これらのセンサは、装置内に組み込むことができ、又は装置と通信することができる（例えば、手／腕／指及び額のような１又は好ましくは２以上の場所からのパルス酸素飽和度測定）。赤血球濃度変化は、非侵襲的に検出して潜水反射の存在及び／又は大きさを検出するために使用することができる。
【００８８】
１又は２以上のセンサを図示のように額アプリケータの一部を含む装置の一部として含めることができ、又はアプリケータとは別個とすることができる。上述のように、これらのセンサは、心拍数、心拍数変化、血圧、脳波図、心電図、電気皮膚反応などのうちの１又は２以上を検出するためのものとすることができる。センサは、データを装置のプロセッサ／コントローラに供給することができ、そこでこれらのデータを解釈して患者の副交感神経の反応又はステータスを決定することができる。例えば、装置は、患者が潜水反射に遭遇しているか否か又は患者が体験している潜水反射がどれ程強力なものかを決定するように構成することができ、従って、タイミング及び温度を調整することができる。
【００８９】
例えば、本明細書に説明する方法及び装置のいずれも、ＥＥＧ、ＨＲＶ、及び／又は他の睡眠モニタ技術自体に基づいて又は潜水反射のインジケータに関連付けて装置の温度及び／又はタイミングを調整するように構成することができる。装置は、睡眠状態又は睡眠ステージ（例えば、覚醒、ＮＲＥＭ（ステージ１、ステージ２、ステージ３）、ＲＥＭのような）及び潜水反射を反映するフィードバックを含むフィードバック信号に基づいて睡眠期を通して印加温度を変化させることができる。一部の変形では、装置は、１又は２以上のセンサによって決定された患者内の潜水反射を達成してそれを維持するためにアプリケータの温度を調整することができる。
【００９０】
一例では、アプリケータの温度は、心拍数に基づいて制御することができる。例えば、プロセッサは、心拍数をモニタして潜水反射を示すことができる、予め決められた期間（５分、４分、３分、２分、１分のような）以内の初期心拍数からの１０％よりも大きい（例えば、１０〜３５％の間の）低下を識別することができる。まだ睡眠状態にない患者では、潜水反射が検出されるまで徐々に下降する温度（例えば、体温、例えば、３７℃又は室温から）までアプリケータを冷却することができる。潜水反射の検出（ＨＲ、ＨＲＶ、血圧、血管収縮、赤血球の増大のような１又は２以上のインジケータを用いて）の後に、温度を定常状態に保持することができる。従って、この手順は、一部の患者が潜水反射の誘導に対してかなり低いか又は高い温度に反応する可能性があるので、セッション間で冷却温度を各患者／患者に合わせて、かつ個々の患者に対してカスタム化することを可能にすることができる。
【００９１】
潜水反射の検出は、これに加えて又はこれに代えて、治療の温度調整の印加に対するタイミングを開始するために使用することができる。例えば、装置の温度は、潜水反射反応が決められた温度又はそれよりも低い温度に予め決められた持続期間（例えば、１０分、１５分、２０分、２５分、３０分、３５分のような）にわたって保持され、次いで、第２の（例えば、待機）温度まで第２の（例えば、待機の）予め決められた期間にわたって増大することができる。次いで、装置又は方法は、低温（例えば、１回目と同じとすることができるか又は患者をモニタすることによって決定することができる潜水反射を誘導する温度）と待機温度との間を１回又は２回以上循環させることができる。一部の変形では、例えば、患者を潜水反射に維持するために温度をサイクル内で調節することができる。
【００９２】
一般的に、装置のプロセッサ／コントローラは、１又は２以上のセンサからデータを受信することができ、データを解析して解釈することができる。上述のように、プロセッサは、装置の一部とすることができ、又は一部の変形では、装置が通信するスマート電話プロセッサのような装置とは別個（例えば、遠隔）とすることができる。
【００９３】
本明細書に説明する方法（ユーザインタフェースを含む）のいずれも、ソフトウエア、ハードウエア、又はファームウエアとして実施することができ、かつプロセッサによって実行された時に、表示すること、ユーザと通信すること、解析すること、パラメータ（タイミング、周波数、強度などを含む）を修正すること、決定すること、警告すること、又は類似のことを含むがこれらに限定されないことのうちのいずれかをプロセッサに制御、実施させるプロセッサ（例えば、コンピュータ、タブレット、スマート電話のような）によって実行することができる命令セットを格納する非一時的コンピュータ可読ストレージ媒体として説明することができる。
【００９４】
本明細書で特徴又は要素が別の特徴又は要素の「上」にあると記す場合に、このような特徴又は要素は、他方の特徴又は要素の直上にある場合があり、又は介在する特徴及び／又は要素が存在する場合もある。それとは対照的に、特徴又は要素が別の特徴又は要素の「直上」にあると記す場合に、介在する特徴又は要素は存在しない。特徴又は要素が別の特徴又は要素に「接続される」、「取り付けられる」、又は「結合される」と記す場合に、このような特徴又は要素は、他方の特徴又は要素に直接的に接続される、取り付けられる、又は結合される場合があり、又は介在する特徴又は要素が存在することができることも理解されるであろう。それとは対照的に、特徴又は要素が別の特徴又は要素に「直接に接続される」、「直接に取り付けられる」、又は「直接に結合される」と記す場合に、介在する特徴又は要素は存在しない。一実施形態に関して説明する又は示しているが、そのように説明する又は示す特徴又は要素は、他の実施形態に適用される場合がある。当業者は、別の特徴に「隣接」して配置された構造又は特徴が、隣接する特徴の上に重なるか又は下にある部分を有することができることも理解するであろう。
【００９５】
本明細書に使用する用語法は、特定の実施形態のみを説明する目的に向けられ、本発明を限定するように意図したものではない。例えば、本明細書に使用する場合に、状況が明らかに反意を示さない限り、単数形「ａ」、「ａｎ」、及び「ｔｈｅ」は、複数の形態を含むように意図している。本明細書に使用する場合に用語「含む」及び／又は「含んでいる」は、説明する特徴、段階、作動、要素、及び／又は構成要素の存在を指定するが、１又は２以上の他の特徴、段階、作動、要素、構成要素、及び／又はその群の存在又は追加を排除しないことは更に理解されるであろう。本明細書に使用する場合に用語「及び／又は」は、関連の列記項目のうちの１又は２以上のいずれか及び全ての組合せを含み、かつ「／」として略記される場合がある。
【００９６】
本明細書では、図に例示する１つの要素又は特徴の別の要素又は特徴に対する関係を説明するのに、説明を容易にするために「下」、「下方」、「下側」、「上」、及び「上側」などのような空間的に対する用語を使用する場合がある。これらの空間に関する用語は、図に描く向きに加えて使用時又は作動時のデバイスの異なる向きを包含するように意図したものであることは理解されるであろう。例えば、図のデバイスが逆さまにされた場合に、他の要素又は特徴「の下」又は「の下方」と説明される要素は、他の要素又は特徴「の上」に位置することになる。従って、「の下」という例示的な用語は、上と下の両方の位置を包含することができる。装置は、他に向けられる場合があり（９０度回転又は他の向き）、本明細書に使用する空間に関する記述を相応に解釈しなければならない。同様に、反意を具体的に示さない限り、本明細書では「上向き」、「下向き」、「垂直」、及び「水平」などの用語は、説明目的のみのために使用する。
【００９７】
本明細書では、異なる特徴／要素（段階を含む）を説明するために「第１」及び「第２」という用語を使用することができるが、状況が反意を示さない限り、これらの特徴／要素をこれらの用語によって限定すべきではない。これらの用語は、１つの特徴／要素を別の特徴／要素から区別するために使用するとすることができる。従って、本発明の技術から外れることなく下記で解説する第１の特徴／要素は、第２の特徴／要素と呼ぶことができ、同じく下記で解説する第２の特徴／要素は、第１の特徴／要素と呼ぶことができる。
【００９８】
本明細書及びそれに続く特許請求の範囲を通して、状況が別途必要としない限り、「ｃｏｍｐｒｉｓｅ」という言葉及び「ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ」及び「ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ」のような変形は、方法及び物品（例えば、デバイス及び方法を含む構成物及び装置）において異なる構成要素を加え合わせて使用することができることを意味する。例えば、「ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ」という用語は、説明したあらゆる要素又は段階の包含を意味するが、他のあらゆる要素又は段階の除外を意味しないことは理解されるであろう。
【００９９】
一般的に、本明細書に説明する装置及び方法のいずれも包含的であると理解しなければならないが、これに代えて、その構成要素及び／又は段階の全て又は部分集合が限定的である場合があり、かつ異なる構成要素、段階、部分構成要素、又は部分段階「から構成される」又はこれに代えて「から基本的に構成される」と表現することができる。
【０１００】
例において使用される場合を含み、本明細書及び特許請求の範囲に使用する場合に、別途指定しない限り、全ての数字は、「約」又は「近似的に」という言葉が明示的に表現されていない場合であっても、これらの言葉が前置きされている場合と同じように読解しなければならない。「約」又は「近似的」という語句は、大きさ及び／又は位置を説明する場合に、説明する値及び／又は位置が予想する適切な値範囲及び／又は位置範囲にあることを示すために使用することができる。例えば、数値は、説明する値（又は値範囲）の±０．１％、説明する値（又は値範囲）の±１％、説明する値（又は値範囲）の±２％、説明する値（又は値範囲）の±５％、説明する値（又は値範囲）の±１０％等である値を有することができる。状況が別途示さない限り、本明細書で提示するあらゆる値は、約又は近似的に当該する値を含むことも理解される。例えば、「１０」という値を開示する場合に、「約１０」も開示している。本明細書に列挙するあらゆる数値範囲は、その中に包含される全ての部分的範囲を含むように意図したものである。当業者には適切に理解されるように、値を開示する場合に、当該値「よりも小さいか又はそれに等しい」値、「当該値よりも大きいか又はそれに等しい値」、及び値の間の可能な範囲も開示することも理解される。例えば、「Ｘ」という値を開示する場合に、「Ｘよりも小さいか又はそれに等しい値」、並びに「Ｘよりも大きいか又はそれに等しい値」も開示する（例えば、Ｘが数値である場合）。この出願を通してデータをいくつかの異なるフォーマットで提示しており、当該データは、終点及び始点、並びにデータ点のあらゆる組合せに対する範囲を表すことも理解される。例えば、「１０」という特定のデータ点及び「１５」という特定のデータ点を開示する場合に、１０及び１５よりも大きい、これらよりも大きいか又はこれらに等しい、これらよりも小さい、これらよりも小さいか又はこれらに等しい、及びこれらに等しいデータ点、並びにこれらの間のデータ点を開示すると考えられたい。２つの特定の最小自然数の間の各最小自然数も開示することも理解される。例えば、１０及び１５を開示する場合に、１１、１２、１３、及び１４も開示している。
【０１０１】
異なる例示的実施形態を上述したが、特許請求の範囲によって説明する本発明の範囲から逸脱することなく異なる実施形態にあらゆる数の変更を加えることができる。例えば、説明した異なる方法の段階を実施する順序は、代替実施形態では多くの場合に変更される場合があり、他の代替実施形態では１又は２以上の方法の段階は、完全に省略される場合がある。一部の実施形態では異なるデバイス実施形態及びシステム実施形態の任意的な特徴が含められる場合があり、他の実施形態ではそうではない。従って、以上の説明は、主として例証目的で提示したものであり、特許請求の範囲に示す本発明の範囲を限定するものと解釈すべきではない。
【０１０２】
本明細書に含まれる例及び図は、主題を実施することができる特定の実施形態を限定ではなく実施形態として示している。上述のように、他の実施形態は、本発明の開示の範囲から逸脱することなく構造的及び論理的な置換及び変更を加えることができるように利用され、かつ上述の実施形態から導出することができる。本明細書では、本発明の主題のそのような実施形態は、単なる便宜目的で、かつ実際に１よりも多い実施形態を開示する場合にこの出願の範囲をいずれか単一の発明又は発明概念に限定するように意図することなく、「発明」という用語によって個々に又は集合的に言及することができる。従って、本明細書では特定の実施形態を図示して説明したが、同じ目的を達成するために計画されたあらゆる構成を図示した特定の実施形態と置換することができる。本発明の開示は、異なる実施形態のいずれか及び全ての適応又は変形を網羅するように意図したものである。上述の実施形態の組合せ及び本明細書では具体的に説明しなかった他の実施形態は、以上の説明を精査した上で当業者には明らかであろう。
【符号の説明】
【０１０３】
１００  額の冷却器及び／又は加熱器として構成される装置
１０１  熱電温度調整器
１２０  ストラップ
１３３  共形本体
【図１Ａ】
2019523028.tif 000003
【図１Ｂ】
2019523028.tif 000004
【図２Ａ】
2019523028.tif 000005
【図２Ｂ】
2019523028.tif 000006
【図２Ｃ】
2019523028.tif 000007
【図３Ａ】
2019523028.tif 000008
【図３Ｂ】
2019523028.tif 000009
【図４】
2019523028.tif 000010
【図５】
2019523028.tif 000011
【図６】
2019523028.tif 000012
【図７】
2019523028.tif 000013
【図８Ａ】
2019523028.tif 000014
【図８Ｂ】
2019523028.tif 000015
【国際調査報告】
2019523028.tif 000016
2019523028.tif 000017
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